近年來,科學家們已發(fā)現(xiàn),腸道中的細菌對化療和免疫療法的強勁反應是必要的,但它們對放射治療(即放療)的影響仍然是未知的。如今,在一項新的研究中,來自美國西達賽奈醫(yī)學中心的研究人員發(fā)現(xiàn)不僅腸道細菌對放療的抗腫瘤能力至關重要,而且腸道真菌是腸道微生物組中不太知名的成員,可能在抗腫瘤免疫反應中發(fā)揮額外的關鍵調節(jié)作用。這項研究代表了腸道真菌可能影響抗癌放療的第一個證明。它是對該領域的重要貢獻。相關研究結果近期發(fā)表在Cancer Cell期刊上,論文標題為“Commensal bacteria and fungi differentially regulate tumor responses to radiation therapy”。
科學家們知道,腸道細菌和真菌會影響免疫系統(tǒng)的功能,而且最近的研究已表明,它們在癌癥產(chǎn)生中也發(fā)揮著作用。鑒于某些抗癌藥物會產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應,腸道細菌也會改變這些藥物的有效性是有道理的:在臨床前模型和以前的人類研究中,有效的化療和免疫療法需要完整的腸道細菌群落。當人們用抗生素消除小鼠體內的細菌時,化療藥物和免疫療法的效果明顯下降。
沒有人研究過腸道微生物組和放療之間的相互作用。因此,西達賽奈醫(yī)學中心的兩位研究人員---放射腫瘤學家、免疫學家和癌癥研究者Stephen Shiao和微生物組與炎癥研究者David Underhill---聯(lián)合起來在小鼠身上進行研究。Shiao說,“有趣的是,我們看到[放療的療效]受到腸道細菌的影響,就像化療或免疫療法一樣?!?/p>
這些作者還觀察到,當小鼠接受抗生素時,真菌代替腸道細菌生長。這導致他們提出一個假設:也許真菌的過度生長是當腸道細菌被消除時,癌癥治療變得不那么有效的原因之一。
腸道微生物組中的真菌最近被證明可以調節(jié)炎癥反應。為了進一步了解它們在放療期間的作用,Shiao和他的團隊使用了一種乳腺癌小鼠模型,讓腫瘤生長,然后對其進行放療。當攜帶腫瘤的小鼠接受抗生素時,與未接受抗生素的對照小鼠相比,腫瘤在放療后更快地恢復生長,與未接受放療的對照小鼠相比,腫瘤細胞的增殖沒有減少,腫瘤細胞的死亡較少。對從小鼠糞便中獲得的腸道微生物核糖體DNA進行的定量PCR顯示,抗生素使腸道細菌減少了2000多倍,而腸道真菌的數(shù)量增加了2000多倍。給患有乳腺腫瘤或黑色素瘤的小鼠服用抗真菌藥物,可以提高放療后腫瘤細胞的死亡水平,從而延緩腫瘤生長,提高存活率。他們還培育出無腸道真菌的小鼠,并表明放療在它們身上比在普通小鼠身上要有效得多。
為了準確確定腸道真菌如何降低放療效果,這些作者檢查了接受不同治療的小鼠體內的腫瘤的免疫細胞組成。與單獨接受放療的小鼠相比,接受放療加抗真菌治療的小鼠的腫瘤殺傷性CD8+T細胞有所增加。在接受抗生素加放療的小鼠中,他們觀察到攻擊這些腫瘤殺傷性CD8+T細胞的腫瘤相關巨噬細胞增加。當他們將這些腫瘤殺傷性CD8+T細胞或腫瘤相關巨噬細胞從小鼠體內移除時,抗真菌劑失去了減緩腫瘤和延長生命的作用。
圖片來自Cancer Cell, 2021, doi:10.1016/j.ccell.2021.07.002。
這些作者在他們的論文中寫道,這很可能意味著腸道細菌對放療后產(chǎn)生活化的T細胞很重要,而腸道真菌促進破壞這些腫瘤殺傷性T細胞的巨噬細胞產(chǎn)生。如果正確的話,這可能表明,在確保健康的腸道細菌群落的同時限制腸道真菌可以增強免疫系統(tǒng)的抗腫瘤活性。他們如今正在早期乳腺癌患者中進行小型臨床試驗,研究長期使用抗真菌劑對放療結果的影響。
這項研究確實具有重要的潛在轉化意義,因為它表明靶向腸道微生物群中的真菌有潛力增強對癌癥治療的反應,盡管還需要開展進一步的研究來評估這些發(fā)現(xiàn)在人類隊列中的相關性和適用性。
Shiao說,這項研究的長期目標是“開發(fā)最佳的腸道微生物組組成---一些細菌和一些真菌的混合物,達到完美的平衡---但我們正在努力弄清楚這是什么”,他指出,這可能因不同情況和不同人而異。他補充說,“對腸道微生物組的干預措施是已知的和安全的,所以它可能很快進行臨床轉化?!保ㄊ缆?lián)博研(Bioexcellence) 世聯(lián)博研Bioexcellence)
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